CN207819581U - 一种转子轴及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种转子轴及电机，涉及电机技术领域。主要采用的技术方案为：转子轴包括磁体、第一转轴端件、第二转轴端件、套管；其中，磁体具有相对设置的第一端部和第二端部；第一转轴端件与磁体的第一端部相抵接；第二转轴端件与磁体的第二端部相抵接；第一转轴端件上的与磁体相抵接的一端、磁体、第二转轴端件上的与磁体相抵接的一端均套接于套管内。其中，磁体的第一端部上设置有凸台，第一转轴端件上设置有与凸台相适配的凹槽；和/或磁体的第二端部上设置有凸台，第二转轴端件上设置有与凸台相适配的凹槽。本实用新型主要用于提高转子轴的装配效率。

Description

一种转子轴及电机

技术领域

本实用新型涉及一种电机技术领域，特别是涉及一种转子轴及电机。

背景技术

现有技术中，一种已知的高速永磁电机转子轴的结构如图1所示，该电机转子轴主要包括圆柱形的磁钢11、第一转轴端件12、第二转轴端件13及合金护套14；其中，第一转轴端件12、第二转轴端件13均为非导磁材料；该电机转子轴的主轴由第一转轴端件12、磁钢11及第二转轴端件13依次拼接而成；并利用合金护套14与主轴间的过盈配合来传递扭矩。

但是，本实用新型的发明人发现上述电机转子轴至少存在如下技术问题：

(1)上述的电机转子轴在将磁钢和第一转轴端件、第二转轴端件装配在一起时，由于没有相关结构定位，极容易出现轴线不对中的情况，即使可以避免，也需要一些特殊的工装来辅助完成，一旦操作不好，很容易导致装配失败。

(2)磁钢在生产时，会先确定一个充磁取向，但是上述转子轴上的磁钢由护盖盖住，再对装配后的电机转子轴上的磁钢进行后充磁时，不好确定充磁方向。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种转子轴及电机，主要目的在于提高转子轴的装配效率。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型的实施例提供一种转子轴，其中，所述转子轴包括：

磁体，所述磁体具有相对设置的第一端部和第二端部；

第一转轴端件，所述第一转轴端件与所述磁体的第一端部相抵接；

第二转轴端件，所述第二转轴端件与所述磁体的第二端部相抵接；

套管，所述第一转轴端件上的与所述磁体相抵接的一端、磁体及所述第二转轴端件上的与所述磁体相抵接的一端均套接于所述套管内；

其中，所述磁体的第一端部上设置有凸台，所述第一转轴端件上设置有与所述凸台相适配的凹槽；和/或

所述磁体的第二端部上设置有凸台，所述第二转轴端件上设置有与所述凸台相适配的凹槽。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选地，所述磁体与所述凸台为一体式结构。

优选地，所述转子轴还包括充磁定位结构，以在所述转子轴装配后用于指示所述磁体的充磁方向。

优选地，所述充磁定位结构包括：

第一充磁定位结构，所述第一充磁定位结构设置在所述磁体上，用于指示所述磁体的充磁方向；

第二充磁定位结构，所述第二充磁定位结构设置在所述第一转轴端件上，用于在所述转子轴装配后指示磁体的充磁方向；

其中，所述第二充磁定位结构与所述第一充磁定位结构相对应，以使第二充磁定位结构的指示方向与磁体的充磁方向一致。

优选地，所述第一充磁定位结构包括设置在所述磁体的第一端部上、且沿磁体的径向方向延伸的第一定位槽；

其中，当所述磁体的第一端部上设置有凸台时，所述第一定位槽为两个，且两个第一定位槽关于磁体的中轴线对称。

优选地，所述第一转轴端件包括依次设置的第一轴段、第二轴段及第三轴段；其中，

所述第一轴段的外径均小于所述第二轴段的外径；

所述第一轴段与所述磁体的第一端部相抵接；

所述第一轴段套接于所述套管内；所述第二轴段、第三轴段位于所述套管外。

优选地，所述第二充磁定位结构包括：

至少两个定位孔，所述定位孔开设在第三轴段的远离所述第二轴段的一端端部上；且所有定位孔中心的连线方向与所述第一定位槽的延伸方向一致。

优选地，所述第二充磁定位结构还包括：

第二定位槽，所述第二定位槽开设置在所述第一轴段的外周上，且所述第二定位槽的一端正对第一定位槽设置，另一端与所述定位孔周向对应设置，以确保在所述转子轴装配后使定位孔的指示方向与第一定位槽的指示方向一致。

优选地，所述第一转轴端件还包括第四轴段；其中，

所述第四轴段与所述第三轴段的远离所述第二轴段的一端端部连接，且所述第四轴段的外径小于所述第三轴段的外径。

另一方面，本实用新型的实施例还提供一种电机，其中，所述电机包括上述任一项所述的转子轴。

与现有技术相比，本实用新型的转子轴及电机至少具有下列有益效果：

本实用新型实施例提供的转子轴通过在磁体的第一端部和/或第二端部上设置一凸台，相应地在第一转轴端件和/或第二转轴端件上设置与凸台上适配的凹槽；这样设置使凸台和凹槽之间的配合定位，从而解决了转轴端件与磁体在装配过程中容易出现的不对中的技术问题，使用简易工装即可完成转轴端件与磁体之间的装配工作，提高了转子轴的装配效率，降低了装配工装的复杂性。在此，相对于在磁体上设置凹槽、在转轴端件上设置凸台的结构形式，通过在磁体上设置凸台，而在转轴端件上设置凹槽，不会减少磁体的磁性强度，从而不会对转子轴的性能产生影响。

进一步地，本实用新型实施例提供的转子轴还包括充磁定位结构，包括设置在磁体上的第一充磁定位结构(包括设置在磁体第一端部的第一定位槽)、设置在第一转轴端件上的第二充磁定位结构(设置在第一转轴端件的定位孔及第二定位槽)，以在转子轴装配后用于指示磁体的充磁方向，从而便于转子轴进行充磁；在此设置第二定位槽的目的是在转子轴装配过程中能确保定位孔的指示方向与第一定位槽的指示方向一致，从而进一步提高转子轴的装配效率。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种电机，电机包括上述任一实施例所述的转子轴；因此，本实施例的转子轴具有上述任一实施例所述的有益效果，在此不一一赘述。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是现有技术中的一种转子轴的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例提供的一种转子轴的结构示意图；

图3是本实用新型的实施例提供的第一转轴端件的结构示意图；

图4是本实用新型的实施例提供的第一转轴端件的另一结构示意图；

图5是本实用新型的实施例提供的磁体的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例1

本实施例提供一种转子轴，用在电机上，如图2至图5所示，本实施例中的转子轴包括：磁体21、第一转轴端件22、第二转轴端件23及套管24。磁体21具有相对设置的第一端部和第二端部。第一转轴端件22与磁体21的第一端部相抵接。第二转轴端件23与磁体21的第二端部相抵接。第一转轴端件22上的与磁体21相抵接的一端、磁体21、第二转轴端件23上的与磁体21相抵接的一端均套接于套管24内。其中，磁体21的第一端部上设置有凸台211，第一转轴端件22上设置有与凸台211相适配的凹槽2211；和/或磁体的第二端部上设置有凸台，第二转轴端件上设置有与凸台相适配的凹槽。

本实施例提供的转子轴通过在磁体的第一端部和/或第二端部上设置一凸台，相应地在第一转轴端件和/或第二转轴端件上设置与凸台上适配的凹槽；这样设置使凸台和凹槽之间的配合定位，从而解决了转轴端件与磁体在装配过程中容易出现的不对中的技术问题，使用简易工装即可完成转轴端件与磁体之间的装配工作，提高了转子轴的装配效率，降低了装配工装的复杂性。

在此，当然也可以在磁体21上设置凹槽、在转轴端件上设置凸台的结构形式，但是这种方式存在降低磁体的磁性的缺陷，从而对转子轴的性能产生影响；而本实施例通过在磁体21上设置凸台，而在转轴端件上设置凹槽，不会减少磁体的磁性强度，从而不会对转子轴的性能产生影响。

较佳地，本实施例中磁体21与其上的凸台211为一体式结构；较佳地，凸台也由磁性材质构成。

较佳地，磁体21为柱形；凸台211为圆柱形，相应地，凹槽为圆柱形。

另外，本实施例中的第一转轴端件22、第二转轴端件23采用非导磁材料。为了防止漏磁，套管24也采用非导磁材料。套管24采用镍基合金、钛合金等材料；套管24与第一转轴端件22、磁体21、第二转轴端件23之间均为过盈配合；当转子轴高速旋转时，由于套管14的保护作用，使得转子轴可以安全运行。

另外，本实施例中的磁体21采用钕铁硼材料制成的磁钢，在转子轴装配后采用平行充磁的方式进行充磁(即，按照磁体的取向方向对磁体进行充磁)。

实施例2

磁体(如，磁钢)在生产时，先压制成半成品，压制的时候，会先确定一个方向，此方向为磁体的取向方向，此时的磁钢是没有磁性的。使用充磁设备对磁体充磁时，如果能按照前述的取向方向对磁钢进行充磁(充磁方向与取向方向一致)，磁体的性能最优。在磁体装配到转子轴上之后再对磁钢进行充磁，即为后充磁工艺。而由于磁体在装配到转子轴上后，由于磁体是安装在转子轴的内部。根本无法看到磁体的取向方向，因此，转子轴存在不好确定充磁方向的技术问题。

较佳地，为了解决该技术问题，本实施例提供一种转子轴，与上一实施例相比，本实施例的转子轴还包括充磁定位结构，以在转子轴装配后，用于指示磁体的充磁方向。

较佳地，本实施例对充磁定位结构具体设计如下：充磁定位结构包括第一充磁定位结构和第二充磁定位结构。第一充磁定位结构设置在磁体上，用于指示磁体的充磁方向。第二充磁定位结构设置在第一转轴端件上(当然，也可以设置在第二转轴端件上，以下主要以设置在第一转轴端件为例进行说明)，用于在转子轴装配后指示磁体的充磁方向；其中，第二充磁定位结构与第一充磁定位结构相对应，以使第二充磁定位结构的指示方向与磁体的充磁方向一致。

较佳地，如图5所示，本实施例进一步对第一充磁定位结构设计如下：第一充磁定位结构包括设置在磁体21的第一端部上、且沿磁体21的径向方向延伸的第一定位槽212，第一定位槽212的延伸方向即为磁体21的取向方向(在此，也可以用沿磁体第一端部的径向方向布置的至少两个定位孔替代，定位孔的排列方向即为磁体的取向方向)。在此，当磁体21的第一端部上设置凸台211时，磁体21的第一端部包括第一区域和第二区域；其中，第一区域上设置凸台211、第二区域环绕第一区域设置，第一定位槽212设置在第二区域上，且第一定位槽212为两个，且两个第一定位槽212关于磁体21的第一端部的中心对称(即，关于磁体21的中轴线对称)。

较佳地，如图2至图5所示，本实施例中的第一转轴端件22的具体结构如下：第一转轴端件22包括依次设置的第一轴段221、第二轴段222及第三轴段223；其中，第一轴段221的外径小于第二轴段222的外径。第一轴段221与磁体21的第一端部相抵接。第一轴段221套接于套管24内；第二轴段222、第三轴段223位于套管24外。较佳地，第一转轴端件22还包括第四轴段224；其中，第四轴段224与第三轴段223的远离第二轴段222的一端端部连接，且第四轴段224的外径小于第三轴段223的外径。第一转轴端件22为一体式结构(较佳地，第二转轴端件与第一转轴端件的结构一致)。

针对上述的第一转轴端件23的具体结构，第二充磁定位结构具体设计如下：如图2至图5所示，第二充磁定位结构包括至少两个定位孔2231；定位孔2231开设在第三轴段223的远离第二轴段222的一端端部上；且所有定位孔2231中心的连线方向与第一定位槽212的延伸方向一致(在此，定位孔2231也可以用定位槽代替，只需使定位槽的延伸方向与第一定位槽的延伸方向一致)。由于磁体21位于转子轴的内部，充磁技术人员无法看到磁体21的充磁方向，在此通过在第一转轴端件23的第三轴段的第二轴段222的一端端部上设置定位孔2231，以指示出磁体21的充磁方向，从而方便转子轴进行充磁。

较佳地，如图2至图5所示，为了在转子轴装配后，能使定位孔2231所有定位孔2231中心的连线方向与第一定位槽212的延伸方向一致，且提高转子轴的装配效率，本实施例中的第二充磁定位结构还包括：第二定位槽2212；其中，第二定位槽2212开设在第一轴段221的外周上，且第二定位槽2212的一端正对第一定位槽212设置，另一端与一个定位孔2231周向对应设置。较佳地，第二定位槽2212为两个，且关于第一轴段的中轴线对称。具体地，第二定位槽2212与第一定位槽212垂直接触；第二定位槽2212、定位孔2231及第一定位槽212共面。

如图2至图5所示，上述实施例提供的转子轴在装配时，先把磁体21(实心磁钢)装到第一转轴端件22的右端部上，由于第一转轴端件的凹槽2211和磁体21的第一端部上的凸台211的凸凹结构的定心作用，使磁体21的外圆面与第一转轴端件2的第一轴段221的外圆面高度重合，保证了柱形磁体21与第一转轴端件22之间的同轴度以及两者外圆的圆柱度。另外，装配的同时，需保证磁体21上的两个第一定位槽212与第一转轴端件22上的两个第二定位槽2212共面，这样便为后续转子轴装配完成后的充磁提供了定位关系。之后将加热至一定温度的合金套管一次性热装在第一转轴端件22、磁体的外表面，并迅速将第二转轴端件23放入套管内，待自然冷却一段时间后，即可完成转子轴的装配工作。在此需要注意的是：整个冷却过程要求对第一转轴端件22及第二转轴端件23施加轴向预紧力，直至转轴冷却至常温后，方可去掉预紧力。

实施例3

另一方面，本实施例提供一种电机，本实施例的电机包括上述任一实施例所述的转子轴；因此，本实施例的转子轴具有上述任一实施例所述的有益效果，在此不一一赘述。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种转子轴及电机通过在磁体的第一端部和/或第二端部上设置一凸台，相应地在第一转轴端件和/或第二转轴端件上设置与凸台相适配的凹槽；这样设置使凸台和凹槽之间配合定位，从而解决了转轴端件与磁体在装配过程中容易出现的不对中的技术问题，使用简易工装即可完成转轴端件与磁体之间的装配工作，提高了转子轴的装配效率，降低了装配工装的复杂性。另外，通过设置充磁定位结构，以在转子轴装配后，能指示磁体的充磁方向，从而充磁方便。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种转子轴，其特征在于，所述转子轴包括：

磁体，所述磁体具有相对设置的第一端部和第二端部；

第一转轴端件，所述第一转轴端件与所述磁体的第一端部相抵接；

第二转轴端件，所述第二转轴端件与所述磁体的第二端部相抵接；

套管，所述第一转轴端件上的与所述磁体相抵接的一端、磁体、所述第二转轴端件上的与所述磁体相抵接的一端均套接于所述套管内；

其中，所述磁体的第一端部上设置有凸台，所述第一转轴端件上设置有与所述凸台相适配的凹槽；和/或

所述磁体的第二端部上设置有凸台，所述第二转轴端件上设置有与所述凸台相适配的凹槽。

2.根据权利要求1所述的转子轴，其特征在于，所述磁体与所述凸台为一体式结构。

3.根据权利要求1或2所述的转子轴，其特征在于，所述转子轴还包括充磁定位结构，以在所述转子轴装配后用于指示所述磁体的充磁方向。

4.根据权利要求3所述的转子轴，其特征在于，所述充磁定位结构包括：

第一充磁定位结构，所述第一充磁定位结构设置在所述磁体上，用于指示所述磁体的充磁方向；

第二充磁定位结构，所述第二充磁定位结构设置在所述第一转轴端件上，用于在所述转子轴装配后指示磁体的充磁方向；

其中，所述第二充磁定位结构与所述第一充磁定位结构相对应，以使第二充磁定位结构的指示方向与磁体的充磁方向一致。

5.根据权利要求4所述的转子轴，其特征在于，所述第一充磁定位结构包括设置在所述磁体的第一端部上、且沿磁体的径向方向延伸的第一定位槽；

其中，当所述磁体的第一端部上设置有凸台时，所述第一定位槽为两个，且两个第一定位槽关于磁体的中轴线对称。

6.根据权利要求4或5所述的转子轴，其特征在于，所述第一转轴端件包括依次设置的第一轴段、第二轴段及第三轴段；其中，

所述第一轴段的外径小于所述第二轴段的外径；

所述第一轴段与所述磁体的第一端部相抵接；

所述第一轴段套接于所述套管内；所述第二轴段、第三轴段位于所述套管外。

7.根据权利要求6所述的转子轴，其特征在于，所述第二充磁定位结构包括：

至少两个定位孔，所述定位孔开设在第三轴段的远离所述第二轴段的一端端部上；且所有定位孔中心的连线方向与所述磁体的充磁方向一致。

8.根据权利要求7所述的转子轴，其特征在于，所述第二充磁定位结构还包括：

第二定位槽，所述第二定位槽开设置在所述第一轴段的外周上，且所述第二定位槽的一端正对第一定位槽设置，另一端与所述定位孔周向对应设置。

9.根据权利要求6所述的转子轴，其特征在于，所述第一转轴端件还包括第四轴段；其中，

所述第四轴段与所述第三轴段的远离所述第二轴段的一端端部连接，且所述第四轴段的外径小于所述第三轴段的外径。

10.一种电机，其特征在于，所述电机包括权利要求1-9任一项所述的转子轴。